Energia interna de um gás

Energia interna de um Gás
Considerando um recipiente de paredes rígidas, isolado termicamente, dividido por uma partição. Supondo que um dos compartimentos contenha gás e o outro esteja vazio. Se removemos a partição, o gás sofre o que é conhecido como expansão livre na qual não há realização de trabalhonem transferência de calor. Pela primeira lei da termodinâmica (ΔU = Q – W) como Q e W não sofrem alteração temos que a energia interna permanece inalterada. Para tentear saber se nesta expansão livre o gás sofre variação de temperatura o cientista Joule fez alguns experimentos em 1843, experimentos conhecidos como efeito Joule.
Para tentar constatar alguma relação entre energia interna e variação de volume ou de pressão, em sua experiência original Joule imergiu dois vasos ( como mostrados na figura), um com um gás e o outro foi feito vácuo, em banho-maria. A temperatura foi medida antes e depois da variação de temperatura da água. Como a diferença entre o calor específico da água e do recipiente Joule nada pode aferir com este experimento. Hoje sabe-se que a energia interna de um gás real depende da pressão ou do volume, assim como da temperatura. Entretanto, a dependência da pressão e do volume é muito pequena, e a dependência com a temperatura é muito alta. Assim para concluir podemos dizer que a energia interna de um gás depende diretamente da variação de temperatura que este gás sofre.
Como a variação de energia interna não depende da variação de pressão ou de volume, podemos dizer que em um gráfico de P por V ela não dependerá do caminho. Vamos calcular a variação de energia interna de um corpo entre duas adiabáticas. ΔUAB = Qv = mcΔT
ΔUBC = 0 (adiabática)
Portanto só há variação de energia interna no processo AB onde há variação de temperatura.
Máquina Térmica
As máquinas térmicas são máquinas capazes de converter calor em trabalho. Elas funcionam em ciclos e utilizam duas fontes de temperaturas diferentes, uma fonte quente que é de onde